淺析船舶柴油機共軌技術

張辰馳　何靈　竇旭

摘要：

共軌技術是指高壓噴油泵、壓力傳感器和ECU（計算機控制）組成的閉式系統中將噴油壓力的產生和噴射過程彼此分開的噴油技術。本文旨在通過對船舶柴油機共軌技術的淺析，分析該技術的管理要點，并給予實際從業者一定的指導建議。

關鍵詞：船舶；柴油機；共軌

1.系統組成

共軌系統由五個部分組成，即高壓油泵、共軌腔及高壓油管、噴油器、電控單元、各類傳感器和執行器，供油泵從油箱將燃油泵入高壓油泵的進油口，由柴油機驅動的高壓油泵將燃油增壓后送入共軌腔內，再由電磁閥控制各缸噴油器在相應時刻噴油1.1.電噴式柴油機取消了凸輪軸、燃油高壓油泵、排氣閥的高壓驅動油泵以及空氣分配器。

1.2.供油單元

增加了一套供油單元。此單元由4至6臺常規柱塞套簡油泵組成，但不再需要定時，由主機自身傳動齒輪帶動。

1.3.伺服油泵

在供油單元中設有伺服油泵，正常工作時輸出伺服油。伺服油系統中還設有電動液壓油泵，在備車狀態時提供液壓油至液壓油總管或叫液壓油軌。

1.4.燃油噴射控制單元

為了防止電磁閥卡死在常開位置導致燃油源源不斷地噴進氣缸，燃油系統中專門設計了燃油噴射控制。油量由電子調速器根據主機工況輸出信號給WECS9500控制系統，再由它控制燃油噴射控制單元，控制油路的接通與斷開。此閥設有位移傳感器，把所噴射的油量反饋給控制系統，一旦油量在本循環中已給足，就切斷電磁閥，并只有在三只電磁閥均回到零位時，才能給出下一循環的油量，以防止電磁閥卡死時造成的誤噴油。

1.5.電子控制單元（ECU）

它是電噴的核心部分，實際工況中，當燃油壓力約在90MPa，并且油壓隨負荷的變化而相應調整。低轉速時，油壓相對較低，約在60MPa左右，以免油壓過高而缸內壓縮壓力較低致使油束噴到活塞頭上。當主機接收到起動信號時，由ECU根據安裝在自由端的角度傳感器的角度信號，控制氣缸進氣順序。一旦主機轉動后，帶動供油單元中的油泵。主機轉動一次，每只油泵將供油三次。因液體是不可壓縮的，在起動過程中，油壓會很快建立。2.工作原理

燃油共軌系統通過高壓共軌蓄壓，采用高速開關的電磁閥控制噴油過程。燃油由增壓泵輸送到油軌中，等待在允許的情況下由噴油器噴入燃燒室。共軌控制系統通過安裝在柴油機上的曲軸角度位置傳感器接受的曲軸實際狀態信號，根據柴油機發火順序和預設定的燃油正時，用電子信號控制相應氣缸噴油電磁閥的啟閉，實現柴油機各缸的正常燃燒，即油泵和噴油器的控制全部由電子控制元件來完成。

共軌控制系統輸出控制信號的主要依據，可以是各種傳感器對柴油機所測得的數據及對他們綜合處理的結果。包括排煙溫度，含氮氧貨物排放量，壓縮壓力，爆炸壓力等，所以燃油共軌系統能夠有效的實現柴油機在全工況范圍的性能最優化。

3.技術特點

3.1.優勢：

3.1.1.自由調節噴油壓力（共軌壓力）力；

3.1.2.自由調節噴油量。以發動機的轉速及油門開度信息等為基礎，由計算機計算出最佳噴油量 通過控制噴油器電磁閥的通電，斷電時刻直接控制噴油參數；

3.1.3.自由調節噴油時間。根據發動機的轉速和負荷等參數，計算出最佳噴油時間，并控制以適當的時刻開啟和關閉等，從而準確控制噴油時間；

3.1.4.噴油壓力與實際使用工況相適應

3.2.劣勢：

共軌系統結構復雜，可靠性耐久性相對差：

3.2.1.共軌管結構特點，使其抗振動疲勞能力弱，高壓油管很長，在高壓和高壓油管內壓力波動的作用下，泄露和疲勞斷裂等故障幾率大大增加；

3.2.2.一旦出現泄露和斷裂，整個發動機系統將無法工作；整機停機故障幾率高；

3.2.3.持續的噴射高壓源帶來的安全隱患和可靠性隱患。

4.管理要點

4.1.共軌噴射系統對柴油的質量要求特別高。質量低劣的柴油會加劇高壓油泵尤其是噴油嘴的損壞；

4.2.蓄電池的正負極不能接反，否則會造成電腦控制板燒損；

4.3.維修時最好依據電腦檢測，通過電腦檢測發動機的工作狀況，并通過電腦進行斷缸測試判斷噴油嘴的好壞，不能采取傳統斷缸檢查方法；

4.4.每個噴油器都有一組編碼，更換時要記下編碼，更換后要準確將編碼輸入電腦中。

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